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Géologie Chapitre 5

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Page 1 © UNTL 2018 Janvier 2018

Les ressources du sous-sol

Table des matières Introduction ............................................................................................................................ 2

La pierre .................................................................................................................................. 2

La pierre de construction..................................................................................................... 3

Les pierres de construction régionales .............................................................................. 4

La révolution romaine : l’utilisation des liants ................................................................... 4

La pierre de taille .................................................................................................................. 5

La pierre de taille – un exemple : les carrières de Saint-Restitut et Saint- Paul-Trois-Châteaux ............................................................................................................................... 6

Tuiles et briques ..................................................................................................................... 8

Les meules .............................................................................................................................. 9

Le gypse ............................................................................................................................... 10

Les mines…. .......................................................................................................................... 10

Mines souterraines et mines à ciel ouvert ....................................................................... 11

Quelques notions de métallogénie… .............................................................................. 12

Les métaux en Baronnies ................................................................................................... 13

L’âge de plomb…. ............................................................................................................. 13

L’âge de zinc ....................................................................................................................... 14

Le dernier âge : les « gangues » ....................................................................................... 14

Comment trouve-t-on un gisement, une mine ? ........................................................... 15

Les eaux minérales .............................................................................................................. 15

Les eaux de Propiac ........................................................................................................... 16


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Introduction Trois éléments existent dans notre sous-sol :

• La pierre

• Le métal

• L’eau

Le feu, bien que très loin sous nos pieds, est aussi l’une des ressources du sous-sol, en ce qui concerne l’énergie géothermique. Nous n’aborderons pas ce sujet qui mérite d’être traité par des spécialistes.

La pierre Lorsque l’homme a songé à abandonner les habitats primitifs (la grotte, l’abri sous roche) il a très tôt pensé à quelque chose de plus sûr, de plus solide, de plus durable : la pierre, pour construire. Construire pour se protéger : des remparts, et bien sûr pour y habiter : la maison

Lorsque l’on sait qu’en 9000 BC, on avait déjà bâti Jéricho et ses murailles, on reste étonné que l’homme du Néolithique n’ait pas réussi à « exporter » ce savoir en nos régions. Et pourtant en 2500 BC, on savait construire des pyramides de 137 mètres de hauteur avec une extraordinaire rigueur géométrique

Mais peut être aussi, le savoir-faire ne résiste pas toujours à l’épreuve du temps, et que s’il existe des progrès techniques, il peut aussi exister des régressions…On dit que les hommes du Chasséen (4000 avant JC) construisaient de grandes habitations en bois et des maisons sur pilotis, mais la question se pose de savoir s’il existait des villes et des villages « en dur ». Après tout, les villes ont presque toujours été

1 La Tour de Babel


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reconstruites sur leur emplacement précédent, ne laissant souvent aucune trace de l’antérieure. La ville ancienne sert de carrière à l’antérieure. À l’archéologue de formuler des réponses…

La pierre de construction Pendant de longs siècles – plus précisément avant la conquête romaine – les constructions étaient édifiées en pierres superposées sans liant entre les pierres. Pour assurer la solidité de l’édifice, une méthode consistait à ériger deux murs parallèles distants de quelques décimètres en pierres soigneusement superposées, et à remplir l’intervalle de « tout venant » D’innombrables témoins nous sont restés de cette technique, dont, à titre d’exemple, les murailles de Villeperdrix ou encore la tour pleine de Chalancon.

Lorsque la nécessité de durabilité ne se faisait pas sentir, on construisait une simple « borie », par empilement de pierres plates s’unissant vers le haut pour former la clef de voûte.

Mais, quelle que soit la méthode utilisée pour construire, toute pierre n’est pas

2 Muraille en pierres sèches : Villeperdrix

3 Taulignan : Muraille en pierres sèches 4 Chapelle à Taulignan : contreventements en pierres sèches


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forcément utilisable : Certaines se réduisent en menus morceaux sous l’effet du gel et du dégel, d’autres, plus tendres ou plus poreuses, n’assurent aucune protection contre les hivers froids ou les étés torrides.

Les pierres de construction régionales

Elles sont « extraites » des 3 formations géologiques suivantes :

• Le Jurassique supérieur (Tithonique) : calcaires durs, blancs

• Le Crétacé (Albien) : Grès verts ou jaunes

• Le Burdigalien (Tertiaire) : C’est ce que les géologues appellent la « molasse », sorte de calcaire tendre, contenant de nombreux débris de coquilles et des grains de quartz

À l’origine, et avant l’époque romaine, ces pierres ont largement été utilisées pour construire des murs (dits « en pierres sèches »), parfois des fortifications…

Il est vraisemblable qu’à l’époque préromaine, on ne savait pas tailler des blocs de pierre : Ces derniers pouvaient avoir été grossièrement équarris à partir des éboulis prélevés au pied des montagnes, mais ne pas avoir été façonnés comme les « moellons » que nous connaissons aujourd’hui.

La révolution romaine : l’utilisation des liants Un liant est une substance sui permet de renforcer la solidité d’un édifice en assurant la cohésion entre plusieurs blocs de pierre

On connaît :

• Le ciment, dont l’ancêtre dut être une pâte de sable fin et de cendres volcaniques émises lors des éruptions. Ces cendres possèdent des propriétés dites « pouzzolaniques » en ce sens que, mélangées à l’eau, elles durcissent et constituent alors un véritable ciment. Ces propriétés sont encore utilisées de nos jours : de véritables » pouzzolanes » broyées sont incorporées à certains ciments manufacturés, et les laitiers de haut fourneau, une fois broyés, peuvent aussi se substituer au ciment, au


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grand dam de l’industrie cimentière qui n’aime pas voir se substituer à leur production un produit « fatal » de l’industrie sidérurgique.

• La chaux : C’est tout simplement de la pierre calcaire particulièrement pure portée à haute température. Le carbonate de calcium (CO3Ca) se trouve dissocié en chaux (CaO) et en gaz carbonique (CO2) qui s’en va dans l’atmosphère. Cette « chaux vive » (CaO) mélangée à l’eau, se transforme en « chaux éteinte » Ca(OH)2, qui durcit rapidement et fait ainsi office de liant entre les blocs de pierre

• Le plâtre : Il est issu de la déshydratation du gypse (SO4Ca, H2O), matériau très fréquent en nos régions, dans les terrains triasiques : Ce gypse était extrait dans des « gippières », dont on trouve de nombreux vestiges à proximité des affleurements du Trias. Le chauffage et la déshydratation du gypse produit le plâtre, qui durcit rapidement dès qu’on lui redonne l’eau qu’on lui a précédemment volée…

• L’argile, en séchant, peut également produire un liant…de piètre qualité : dans les régions dans lesquelles toute pierre est absente, elle a toutefois été utilisée, en mélange avec … de la bouse de vache, pour ces charmantes constructions de Normandie…le charme des « maisons à colombages »…

La pierre de taille Deux pierres ont été intensément exploitées en nos régions :

• Les calcaires de Vaison : C’est un calcaire barrémo-bédoulien (crétacé) qui affleure largement tout autour de Vaison, et avec lequel ont été construits les murs de la cité gallo-romaine. Les carrières, à ciel ouvert, se situaient aux environs de Malaucène, et ont été exploitées…jusqu’ à la fin de la deuxième guerre mondiale ! en 1870, 11 carrières étaient encore en activité …les terrains crétacés fournissaient non seulement la pierre, mais aussi la matière première pour de nombreux fours à chaux.

• La « pierre du midi » : elle est fournie par les « molasses » du Burdigalien (miocène). C’est un calcaire tendre, déjà exploité à l’époque gallo-romaine pour les parties « nobles » des constructions : chapiteaux,


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bordures de trottoirs, margelles de puits … Ultérieurement, la « pierre du midi » a été utilisée pour la constructions des monuments religieux, pour des dallages de palais (palais des Papes) puis pour des ouvrages plus « profanes » : la gare de Carpentras, par exemple…

Ces pierres ont été exploitées jusque récemment : tantôt en carrières souterraines, tantôt en carrières à ciel ouvert (carrières du Rouergue).

La pierre de taille – un exemple : les carrières de Saint-Restitut et Saint- Paul-Trois-Châteaux

La pierre de Saint-Restitut provient des dépôts sédimentaires des mers miocènes de l'ère tertiaire entre 23 millions d’années avant JC et 7 millions d'années avant JC. Ces mers envahissaient alors tout l'espace de la future Provence et remontaient jusqu'à Crest. Ces roches constituent ce qu’on appelle la « Pierre du Midi » : pierre jeune, calcaire, caractérisée par sa blancheur, qui durcit à l'air, plus ou moins dure suivant les lieux1.

Utilisation rupestre, épierrage des champs, extraction de la pierre de taille,

5 Saint Restitut, carrières de Sainte Juste


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ont depuis le néolithique laissé des traces durables et quelquefois spectaculaires sur le site. Ainsi, le plateau qui est serti entre les trois communes de Saint-Restitut, Saint-Paul-Trois-Châteaux et Bollène offre sur quelques hectares les marques prodigieuses des rapports séculaires de l'homme à la pierre.

La pierre extraite de cette carrière

est un

calcaire blanc, compact et régulier, à grain fin et durcissant à l'air. Elle se taille et se travaille plutôt facilement. Les premiers exploitants furent les Romains qui l'utilisèrent pour bâtir la ville d'Auguste Tricastinorum (Saint-Paul-Trois-Châteaux). Au Moyen Age, les évêques-seigneurs de cette ville furent les propriétaires des carrières et en contrôlèrent l'exploitation. Sous l'Ancien Régime et jusqu'au milieu du XIXe siècle, de petits exploitants extrayaient la pierre et l'exportaient à courte distance. Au milieu du XIXe siècle, avec les innovations techniques et l'arrivée du chemin de fer,

l'exploitation des carrières devint industrielle. La pierre de Saint-Restitut, dite encore «pierre de Saint-Paul» est exportée jusqu'à Lyon, Lausanne, Genève, Grenoble, Marseille... Alors que près de 400 carriers y travaillaient à la fin du XIXe siècle, la fermeture intervint brutalement en 1914.

L'exploitation était faite à ciel ouvert ainsi que par des galeries. Tous les

chantiers situés sur la montagne étaient desservis par un chemin de fer à voie

6 Saint Restitut : le plan incliné

8 Saint Restitut : dans la carrière souterraine

7 Saint Restitut entrée de la carrière souterraine


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étroite et l'ensemble des carrières était relié à la gare de Saint-Paul-Trois-Châteaux par un plan incliné à forte pente (de 800 mètres de longueur), et par une voie de raccordement. À proximité d'une entrée de la carrière souterraine, on peut encore voir de nos jours ce plan incliné ainsi que les vestiges du bâtiment abritant la machinerie.

Tuiles et briques

La construction en briques cuites ne voit le jour, dans notre région, qu’après la conquête romaine. En ce qui concerne les briques crues, il semble qu’elle ait vu le jour, déjà, en 7000 avant JC, en Mésopotamie.

Ces briques crues, se façonnaient aisément à partir d’argile ou de terre. Moulées puis séchées au soleil, elles n’offraient toutefois que peu de garanties de durabilité

Vers 2500 avant JC apparaît la brique cuite : Plus résistante aux intempéries, elle permet d’importantes constructions, surtout avec l’usage de liants, ce qui expliquerait le développement de l’usage de la brique chez les Grecs, puis chez les Romains.

On connaît toutefois (environs de Martigues), des constructions en briques crues antérieures à la conquête romaine. (VIème siècle avant JC)

L’usage de la tuile, par contre, est signalé dès 500 à 400 avant JC dans la région de Marseille, alors comptoir grec. Son usage se répand peu à peu en Gaule celtique, d’abord en milieu urbain (vers le milieu du 2ème siècle avant JC), puis vers la moitié du 1er siècle en milieu rural.

Cette industrie nécessite des gisements d’argiles ou de marnes (marnes bleues miocènes de Crestet, par exemple. Les nombreux toponymes de « Tuilière » sont là pour en témoigner.

9 Saint Restitut entrée de la carrière souterraine


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N’oublions pas, en pays Voconce, à l’époque gallo-romaine, l’existence d’une « industrie » tuilière sur la commune de Rottier : Là existent des affleurements de marnes crétacées et de sables qui ont pu être utilisées pour la fabrication de tuiles. Les restes d’un four sont encore visibles. Il est dommage qu’après la découverte de ce site, rien n’ait été fait pour sa protection. Le lieu en est aujourd’hui recouvert d’une forêt de ronces et l’érosion s’attaque inexorablement à ces précieux vestiges, peut-être perdus à jamais.

Deux fours sont encore visibles à Aubres, un autre à Montbrison.

Les meules Les céréales donnent les grains

Pour obtenir la farine nécessaire à la confection des galettes, du pain…il faut moudre ce grain

Depuis des siècles, on a broyé le grain entre deux meules de pierre : dans un moulin

L’idéal est de trouver une pierre

dure, qui se laisse tailler, et qui ne s’effrite pas lors de l’opération de

11 Carrière de Colonzelle

10 Le "pont" romain de Vileperdrix


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broyage, pour ne pas laisser d’éléments minéraux dans la farine

Pendant longtemps, à l’époque gallo-romaine, on « importait » dans nos régions des pierres dures extraites dans des pays volcaniques : les routes étaient sûres, et l’on pouvait transporter ces pierres sur de longues distances.

Après l’écroulement de l’empire romain, la sécurité est beaucoup moins bien assurée : on se contentera de pierres extraites non loin du moulin

La qualité de la meule s’en ressent : Apparaîtront dans la farine des petits éléments de pierre qui useront prématurément les dents. Excellent moyen de datation pour les archéologues.

Non loin d’ici, certains calcaires (molasses) ont été intensément exploitées, à Colonzelle par exemple, ainsi que dans la vieille ville de Nyons, intramuros.

Le gypse Notre région est riche en gisements salifères contenant, notamment des sulfates, dont le sulfate de calcium hydraté. Depuis Suzette jusqu’à Condorcet, en passant par Propiac et Montaulieu, les diapirs de Trias portent ces matériaux à l’affleurement.

Les toponymes « gippières », « gipières » sont fréquents : ils se réfèrent aux lieux où l’on extrayait le gypse, dans de petites exploitations à ciel ouvert. Le gypse était alors cuit dans des fours et, déshydraté, fournissait le plâtre.

Une variété de gypse – l’albâtre – a également été utilisée dans l’art statuaire, ainsi que dans la fabrication …du papier à cigarettes !

Plus récemment, le gypse a été utilisé par l’industrie cimentière comme accélérateur de prise : Broyé avec le clinker (« farine » silico calcaire cuite dans des fours à ciment), il est présent dans le ciment à raison d’environ 5%. Il fait toujours l’objet, pour cette raison, d’exploitations intensives par les groupes cimentiers (Lafarge à Blauvac, Ciments Français devenus Italcementi …)

Les mines…. L’histoire minière de notre région.


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Notre région est relativement pauvre en minerais exploitables…les dernières exploitations se sont fermées immédiatement après la deuxième guerre mondiale, alors que de l’autre côté du Rhône, en pays cévenol, plus de 600 mines étaient encore en exploitation en 1966…pas de gisements à l’échelle planétaire, mais, toutefois, des gisements « très honorables » , certains exploités depuis l’époque dite « romaine » et sans doute beaucoup plus anciennes : Largentière – en – Ardèche, Les Malines où on repérait encore des « trous de rat » témoignant de l’irrésistible attrait du métal précieux…

Il semble que, côté rive gauche du Rhône, les ressources aient été beaucoup moins abondantes : Autant, en Ardèche, dans le Gard, en Lozère, on se trouve en pays où les roches sédimentaires côtoient un « vieux socle » métallifère, autant, côté Drôme, l’épaisse couverture sédimentaire ait empêché les fluides nourriciers à former des gisements exploitables.

Mines souterraines et mines à ciel ouvert Lorsque le minerai exploitable est à fleur de terre, il est facile de l’extraire en creusant une tranchée incluant la roche utile. Au-delà d’une certaine profondeur, la quantité de « stérile » devient excessive. On passe alors à une exploitation souterraine.

Il en est de même lorsque la roche exploitable se trouve d’emblée à une certaine profondeur

Si cette profondeur est faible, on procédera à l’enlèvement de la «

12 Galerie de mine souterraine : Le Chouët

13 Sortie de la galerie … : Le Chouët


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découverture » ou « mort-terrains » et on exploitera le minerai à ciel ouvert, dans une carrière.

Le rapport entre la quantité de stérile à extraire et la quantité de minerai s’appelle « taux de découverture »

Lorsque ce taux de découverture est d’emblée trop important, on exploitera la substance utile en « mine souterraine » C’est le cas des mines très profondes (Houillères du Nord et de Lorraine, ou mines de potasse d’Alsace, où le sel est enfoui à plus de 1000 m de profondeur)

Et très souvent, compte tenu du relief escarpé qui est le nôtre, on ira directement chercher le minerai en creusant des galeries à flanc de coteau.

14 Mine souterraine

15 Mine à ciel ouvert

Quelques notions de métallogénie… De nombreux ouvrages ont été écrits sur ce sujet : la métallogénie, c’est la science qui traite de l’origine des gîtes de minerais et des métaux dans l’écorce terrestre…C’est une science que nous ne pouvons aborder ici « in – extenso »

On pourra seulement retenir qu’il existe plusieurs types de gisements métallifères :

• Les gisements dus à des remontées de fluides à travers l’écorce terrestre : le plus représentatif de ce type de gisements : le « filon », fracture de l’écorce à la faveur de laquelle des remontées porteuses de métaux viennent déposer ceux-ci à la faveur de la diminution de la pression et de la température


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• Il existe aussi des gisements dits « sédimentaires » : les phénomènes géodynamiques externes ont concentré dans des « pièges » des éléments métallifères…Témoins, des cavités karstiques emplies de minerais de fer ou de bauxites (minerai d’aluminium)

En nos régions, la plupart des gisements métallifères sont dus à des fluides « hydrothermaux » qui ont redéposé des substances utiles après avoir emprunté les métaux à l’étage porteur qui se situe la plupart du temps dans les terrains triasiques, anciennes lagunes salifères et métallifères, comme nous l’avons vu précédemment.

Les métaux en Baronnies Point d’or, de chrome, de nickel, de tungstène, caractéristiques de gisements de « haute température »

Le cuivre : Ce fut sans doute le premier métal exploité en nos régions. D’abord sous forme de « cuivre natif », le métal s’étant cristallisé à l’état pur…c’est sous cette forme qu’il apparaissait en « tête de filon » …puis, au fil de l’exploitation, en combinaison avec d’autres substances : le soufre, l’arsenic…

À cet approfondissement des mines a sans doute correspondu un changement dans la technologie de l’utilisation du cuivre : Il existe une époque – vous diront les archéologues – pendant laquelle les fabricants de bronze – mélange fondu d’étain et de cuivre – ont dû s’adapter à l’évolution des matières premières extraites en fonction de la profondeur ;

On trouvera, du côté de Propiac et de Bénivay, des vestiges de très anciennes exploitations non loin desquelles abondent des objets caractéristiques de l’âge de bronze…L’idéal serait de rouvrir ces très anciens travaux, dont les traces en surface sont certaines, mais il faudrait des sous pour cela…vaste programme !!!

L’âge de plomb…. Les anciennes mines, une fois le cuivre superficiel épuisé, ont dû rester longtemps à l’abandon.


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Au moyen âge, la quête de l’argent métal connaît une renaissance certaine : Qui ne veut battre monnaie ? De plus, dans de nombreuses contrées dépourvues de gisements aurifères (dont une bonne partie de la France), la trouvaille de l’argent devenait un instrument essentiel du pouvoir féodal…

Où se cache l’argent ? Dans le minerai de plomb, tout simplement. La galène (sulfure de plomb) est toujours plus ou moins argentifère : Un habile fondeur saura séparer les deux métaux

Et plus tard, sans doute vers le XVIIe siècle, on va exploiter le plomb pour des utilisations guerrières : pour fabriquer des munitions !!!

L’âge de zinc Au 19e siècle, nos filons sont vidés de leur substantifique moelle : plus d’argent, plus de cuivre, plus de plomb…

Subsistent de grands besoins en zinc : toitures, gouttières : le zinc accompagne presque toujours le plomb (gisements « BPG » blende, pyrite, galène, ou bien « BPGC » blende, pyrite, galène, chalcopyrite)

La blende (sphalérite pour les anglo-saxons) de formule ZnS, accompagne très fréquemment la galène (PbS) dans les filons hydrothermaux : La blende se transforme rapidement en minéraux oxydés, carbonates notamment, que l’on nomme « calamine ». Sous ce terme assez vague se cache toute une série de minéraux du zinc que l’on saura mettre à profit après fusion dans des fours adéquats.

Le dernier âge : les « gangues » Ce que l’on nomme « gangue », c’est l’ensemble des minéraux non métalliques qui entourent les minéraux métalliques dans le filon.

En nos régions, il s’agit essentiellement de barytine – SO4Ca, sulfate de calcium- et la célestine – SO4Sr, sulfate de strontium. Ces minéraux sont les témoins des conditions lagunaires de l’époque triasique, durant laquelle s’accumulaient des sels dans de profondes lagunes d’évaporation.

La barytine est un minéral très lourd, qui trouve son emploi en médecine (exploration de l’intestin) aussi bien qu’en technique d’exploration pétrolière


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(injectées au fond du forage, elle empêche, grâce à sa densité, aux éléments rocheux détruits par les outils de forage, de se perdre dans la colonne dudit forage)

La célestine, quant à elle, est le principal minerai de strontium.

Ce fut le dernier épisode de l’activité minière de notre région, jusqu’à l’après-guerre de 1940.

Comment trouve-t-on un gisement, une mine ? Le moyen le plus simple est de faire appel à un géologue.

Ce n’est pas toujours le plus efficace, surtout lorsque le géologue n’est que peu habitué aux caractéristiques – géologiques – de la contrée concernée.

L’efficacité du géologue n’intervient souvent qu’en deuxième phase, lorsqu’un « indice » a été mis en évidence, le plus souvent par un berger.

L’indice, c’est souvent la coloration « anormale » du sol : le fer accompagne souvent les autres métaux, et une coloration ocreuse ou franchement rouge des terres indique souvent la proximité d’un filon

La cerise sur le gâteau, c’est lorsque le berger constate la présence de « pierres bleues » : la présence de cuivre à proximité est alors hautement probable.

Ne soyons pas injuste : il est arrivé à des géologues de faire – avant les bergers – des constatations analogues !!!

Les eaux minérales On ne parlera pas ici des eaux de source, ni de certaines eaux dites « minérales » au sens commercial du terme. Exemple, l’eau d’Évian, une eau issue de la fonte des neiges, ayant percolé dans des couches superficielles. Une eau qui n’est pas issue des grandes profondeurs et de ce fait, peu chargée en éléments minéraux.

On ne parlera pas non plus de l’eau ferrugineuse…


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On se limitera aux eaux issues de roches volcaniques, souvent minérales et thermales, c’est à dire jaillissant à haute ou moyenne température, ainsi que des eaux issues de terrains salifères.

Ce sont ces dernières qui abondent en Baronnies : On connaît, bien entendu, Condorcet et Propiac

Elles sont issues des grandes masses de terrains triasiques, où marnes plastiques et sels sont intimement liées

On y trouvera naturellement les métalloïdes classiques des lagunes : sodium, potassium, presque toujours liés au magnésium, voire du baryum.et du strontium.

Les eaux de Propiac (Selon le bulletin de la société d’archéologie et de statistique)

« Au fond (du vallon de Propiac) se trouvent deux fontaines salées dont le Parlement de Grenoble interdit l’usage aux habitants de Propiac et de Mérindol, tant pour eux que pour leurs bestiaux

Plus haut…s’élève le château dit du Salin ou l’hôtel des bains actuel. Il est alimenté par la source aux eaux minérales magnésiennes et séléniteuses, tellement abondante, selon M. Scipion Gras, qu’elle pourrait faire tourner une roue hydraulique : Sa température est de 15° ; elle contient des chlorures et des sulfates alcalins, du sulfate de chaux et beaucoup de sulfate de magnésie, ce qui la rend purgative. En voici l’analyse faite en 1867 au laboratoire de l’École des Mines de Paris :

Acide carbonique des bicarbonates et des carbonates 1.5230 g

Acide sulfurique des sulfates 0.4227 g

Acide chlorhydrique des chlorures 0.5120 g

Silice 0.3000 g

Alumine et oxyde de fer traces

Chaux 0.5500 g

Magnésie 0.2200 g


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Potasse 0.2350 g

Soude 0.6700 g

Total, par litre 4.1227 g

Guettard fait sortir la source du salin de plâtrières dominées par des rochers calcaires et par une couche d’argile ocreuse. Ces plâtrières ne comprendraient elles pas, comme à Condorcet, du sulfate de strontiane ? Les vertus curatives de la source contre les rhumatismes sembleraient l’indiquer, aussi bien que leur ressemblance extérieure »

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